[实用新型]用于直流充电堆的0~300KW功率自适应充电模块

说明书

本实用新型属于电动汽车充电堆技术领域，尤其涉及一种用于直流充电堆的0~300KW功率自适应充电模块，包括输入单元、一级DC/DC调压单元、二级DC/DC调压单元、充电单元、PLC控制中心和采集系统；一级DC/DC调压单元包括第一智能功率模块和驱动电路；二级DC/DC调压单元包括第二智能功率模块和驱动电路，第一智能功率模块、第二智能功率模块分别通过驱动电路与PLC控制中心电性连接；充电单元包括充电枪模块和预充电电路，充电枪模块通过预充电电路与PLC控制中心电性连接；采集系统包括若干个采集模块，若干个采集模块用于实时采集输入单元、一级DC/DC调压单元、二级DC/DC调压单元、充电单元的信号并反馈至PLC控制中心。实现由固定功率充电模块飞跃到0~300KW功率自适应智能充电模块，对汽车电池以最快方式进行充电。

技术领域

本实用新型属于电动汽车充电堆技术领域，尤其涉及一种用于直流充电堆的0~300KW功率自适应充电模块。

背景技术

充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩分为交流充电桩和直流充电桩。直流充电桩内置有充电模块，充电模块将电网的交流电转换为直流电，输出直流电，通过充电枪为电动汽车充电。但是单个的充电模块不能满足功率要求，需要多个充电模块并联在一起工作才能实现大功率充电，需要有CAN总线来实现多个充电模块的均流，效率不高，功率密度低。

公开号为CN111600350A 的实用新型专利描述了一种120KW大功率直流充电模块设计，采用脉冲宽度调制（PWM）策略和两路交错并联技术，将输入电压通过两路并联功率模块IGBT（绝缘栅双极型晶体管）调节驱动信号的占空比实现输出电压的调节，并通过滤波电感输出到稳压电路实现稳定的直流输出。该设计一定程度上克服了由于单个充电模块功率小直流充电桩大功率充电需要多个充电模块并联实现的缺陷，提高了充电速度。但是该设计在满足快速充电的需求方面，存在以下缺陷：1、该实用新型没有注明采用哪种快速充电方式，恒流、恒压或脉冲充电方式，只是知道用脉冲宽度调制（PWM），没有说明原则；2、缺少保护功能（控制电源欠压，过热，过电流，短路）；3、缺乏谐波处理，充电桩系统也会产生大量的谐波，对电网系统和充电桩的变压器、继电保护装置等设备危害很大，变压器效率低下，继电保护装置可能出现误动或拒动，设备发热严重，可能导致IGBT（绝缘栅双极型晶体管）误触发和损坏，输出电流纹波较大，效率低。

因此，充电堆（桩）行业急需研发一款智能化、高性能充电模块，这是一项促进电动汽车产业化发展的重要工作，在经济和社会效益等方面具有重大意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于直流充电堆的0~300KW功率自适应充电模块，旨在解决现有技术中的充电模块采用固定功率模块、效率低、功率密度低、缺少安全保护功能、缺乏谐波污染处理的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供的一种用于直流充电堆的0~300KW功率自适应充电模块，包括输入单元、一级DC/DC调压单元、二级DC/DC调压单元、充电单元、PLC控制中心和采集系统；所述一级DC/DC调压单元包括第一智能功率模块和驱动电路；所述第一智能功率模块包括绝缘栅双极型晶体管，所述绝缘栅双极型晶体管用于调节驱动信号的占空比实现电压粗调；所述二级DC/DC调压单元包括第二智能功率模块和驱动电路，所述第二智能功率模块采用三路交错并联方式集成多个绝缘栅双极型晶体管，用于调节驱动信号的占空比实现电压精调；所述第一智能功率模块、第二智能功率模块分别通过驱动电路与所述PLC控制中心电性连接，实现充电模块的功率分配；所述充电单元包括充电枪模块和预充电电路，所述充电枪模块通过预充电电路与所述PLC控制中心电性连接；所述采集系统包括若干个采集模块，所述若干个采集模块分别用于实时采集所述输入单元、一级DC/DC调压单元、二级DC/DC调压单元、充电单元的信号并反馈至所述PLC控制中心。